专利名称：轧辊检测设备与磨床以应答方式实现自动检测装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种轧辊及大尺寸轴类零件的无损检测装置，尤指一种应用于轧辊磨床或轴类加工机床与在线无损检测设备(ET)配套的场合，使磨床与检测设备一体化，实现磨床对检测过程的自动控制的轧辊检测设备与磨床以应答方式实现自动检测装置及方法。
背景技术：
轧辊是轧钢设备的重要工具之一。为提高轧辊使用寿命，降低生产成本，对使用中轧辊在磨削过程中实施检测，并将此检测设备与轧辊磨床融为一体，已成为一项被广泛采纳的通用技术；目前，就检测设备(涡流技术ET)与磨床的结合方式及程度而言，大致可分为两大类。一是外挂式的，即检测设备作为单独的装备，有它自己的控制与操作系统，在实施检测时只是借助于磨床的传动机构，驱动轧辊相对于检测探头作扫查运动。检测设备与磨床之间存在一定的结合与协调，但不是很紧密，两者都由人工分别操作；而另一类则在进口磨床中常见的是，将检测设备视之为轧辊磨床的一部分，主要通过软件设计，由磨床控制检测程序，实现全自动化的流程。这样做，必然要求磨床与检测设备紧密结合，技术上的要求比较高。
发明内容
为了克服上述不足之处，本发明的主要目的旨在提供一种在磨床或轴类加工机床或磨床计算机数控CNC、可编程逻辑控制器PLC及在线检测设备和管理工控机上分别设置硬件及增添控制软件的方法，达到磨床与检测设备一体化，通过两者之间相互信息的自动交换，由磨床控制检测设备按步骤实现自动检测的轧辊检测设备与磨床以应答方式实现自动检测装置及方法。
本发明要解决的技术问题是要解决在磨床或轴类加工机床CNC、可编程逻辑控制器PLC及在线检测设备和管理工控机上分别设置硬件等问题，要解决软件流程控制的方法问题；要解决达到磨床与检测设备一体化，并在两者预设工作状态基础上，通过两者之间相互信息的自动交换，能由磨床控制检测设备按步骤实现自动检测等有关软件的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该装置由轧辊磨床与在线无损检测设备等配套的硬件场合组成，在磨床计算机数控CNC、可编程逻辑控制器PLC及在线无损检测设备ET和管理工控机上分别设有自动化检测接口电路和相应的应答信号线等，其中磨床计算机数控CNC包括开始检测模块、检测结束模块及来自在线无损检测设备ET的信号线等模块；在线无损检测设备ET包括来自磨床计算机数控CNC的信号线模块、仪器正常，已经准备好模块、正在检测模块及逻辑处理等模块；其中逻辑处理的两路输出端与来自磨床计算机数控CNC的信号线的两路输入端相连接，逻辑处理的一路输出端分别与仪器正常，已经准备好模块及正在检测模块的输入端相连接；管理工控机包括状态控制及指令接收等模块；在磨床计算机数控CNC与在线无损检测设备ET之间由双向应答信号线相互对应连接；
在线无损检测设备ET的一路输出端与管理工控机的一路输入端相连接，管理工控机的一路输出端与在线无损检测设备ET的一路输入端相连接；所述的轧辊检测设备与磨床以应答方式实现自动检测的装置的自动化检测接口电路主要由插件和继电器等部件组成，其中J1插件的各输入端分别与在线无损检测设备ET的各输入端对应相互连接，其引脚1与在线无损检测设备ET的电阻R7的一端相连接；引脚2与在线无损检测设备ET的电阻R8的一端相连接；引脚3与电容C6的一端和光耦模块U2、U3的引脚2的并接点A相连接；引脚4和引脚6相互并接后与二极管D3的负极相连接，二极管D3的正极与电源相连接；引脚5开始检测端与电阻R9一端与R13一端的串接中点相连接，电阻R9的另一端与发光二极管LED4的正极相连接，发光二极管LED4的负极接地，电阻R13的另一端与J3插件的引脚2前进端相连接后，再与二极管Z1的负极相连接，二极管Z1的正极接地；引脚7检测结束端与电阻R12一端与R6一端的串接中点相连接，电阻R12的另一端与发光二极管LED5的正极相连接，发光二极管LED5的负极接地，电阻R6的另一端与J3插件的引脚3后退端相连接后，再与二极管Z2的负极相连接，二极管Z2的正极接地；引脚8与继电器RL1的引脚1相连接；引脚9检测设备准备好端与继电器RL1的引脚3相连接，继电器RL1的引脚2一路接电源，另一路与二极管D1的负极相连接，二极管D1的正极一路与继电器RL1的引脚5相连接，另一路与三极管Q1的集电极相连接；
引脚10与继电器RL2的引脚1相连接；引脚11正在检测与继电器RL2的引脚3相连接，继电器RL2的引脚2一路接电源，另一路与二极管D2的负极相连接，二极管D2的正极一路与继电器RL2的引脚5相连接，另一路与J3插件的引脚4到位端相连接；引脚12和引脚13分别接地；J3插件的引脚6一路接电阻R14的一端，另一路接电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别串接电容C2的一端和电阻R1的一端后再与三极管Q1的基极相连接，电容C2的另一端和电阻R1的另一端分别接地，三极管Q1的发射极接地；J3插件(12)的引脚5接地。
一种轧辊检测设备与磨床以应答方式实现自动检测的方法，该方法是通过对磨床计算机数控CNC及在线无损检测设备ET预设工作状态的确定，及在这之后两者相互间应答式的自动信息交换，为磨床建立控制检测的特殊流程，自动控制检测设备按步骤的作业程序，实现不需要人为介入的全自动检测，其具体工作步骤是步骤1.在线无损检测设备ET提供给磨床计算机数控CNC两路触点a.“仪器正常，已准备好”信号为一对常开触点，检测过程中接通，检测结束后断开；b.“正在检测”信号为另外一对常开触点，检测过程中接通，检测结束后断开；步骤2.磨床计算机数控CNC提供给在线无损检测设备ET两路触点，以及头架内两路周向坐标信号a.“开始检测”信号为一对常开触点，接通一下即断开；b.“检测结束”信号为另外一对常开触点，接通一下即断开；
c.周向×1坐标信号为磨床头架内×1坐标接近开关，每周输出1个正脉冲；d.周向×36坐标信号为磨床头架内×36坐标接近开关，每周输出36个正脉冲；e.周向坐标信号地线为磨床头架内×1、×36坐标接近开关的公共地；本发明的有益效果是是一种适合于将国产检测设备与国内制造磨床配套的做法，实现以最低的设备成本与最少的附加装置，使磨床与检测设备有机结合，简化操作，提高在线设备的自动化程度与工作效率，实现不需要人为介入的全自动检测。
下面结合
和实施例对本发明进一步说明。
附图1为本发明各模块之间硬件设置及其接口示意图；附图2为本发明自动化检测接口电路原理图；附图3为本发明磨床检测设备之间的应答式工作流程图；附图标号说明1-磨床计算机数控CNC；13-继电器RL1；2-开始检测； 14-继电器RL2；3-检测结束； 16-检测过程；4-来自在线无损检测设备ET的信号线；5-应答信号线；6-在线无损检测设备ET；7-来自磨床计算机数控CNC的信号线；8-仪器正常，已经准备好；
9-正在检测；10-逻辑处理； 17-管理工控机；11-J1插件；18-状态控制；12-J3插件；19-指令接收；
具体实施例方式请参阅附图1所示，本发明技术可应用于轧辊磨床(或轴类加工机床)与在线无损检测设备(ET)配套的场合。即使用此检测设备对被磨轧辊实施质量检测时，采用在磨床CNC、PLC 检测设备和管理工控机上分别设置必要的硬件及增添控制软件的方法，使磨床与检测设备一体化，实现磨床对检测过程的自动控制。
本发明的装置由轧辊磨床与在线无损检测设备等配套的硬件场合组成，在磨床计算机数控CNC(1)、可编程逻辑控制器PLC及在线无损检测设备ET(6)和管理工控机(17)上分别设有自动化检测接口电路和相应的应答信号线(5)等，其中磨床计算机数控CNC(1)包括开始检测(2)模块、检测结束(3)模块及来自在线无损检测设备ET的信号线(4)等模块；在线无损检测设备ET(6)包括来自磨床计算机数控CNC的信号线(7)模块、仪器正常，已经准备好(8)模块、正在检测(9)模块及逻辑处理(10)等模块；其中逻辑处理(10)的两路输出端与来自磨床计算机数控CNC的信号线(7)的两路输入端相连接，逻辑处理(10)的一路输出端分别与仪器正常，已经准备好(8)模块及正在检测(9)模块的输入端相连接；管理工控机(17)包括状态控制(18)及指令接收(19)等模块；在磨床计算机数控CNC(1)与在线无损检测设备ET(6)之间由双向应答信号线(5)相互对应连接；在线无损检测设备ET(6)的一路输出端与管理工控机(17)的一路输入端相连接，管理工控机(17)的一路输出端与在线无损检测设备ET(6)的一路输入端相连接；请参阅附图2所示，所述的轧辊检测设备与磨床以应答方式实现自动检测的装置的自动化检测接口电路主要由插件和继电器等部件组成，其中J1插件(11)的各输入端分别与在线无损检测设备ET(6)的各输入端对应相互连接，其引脚1与在线无损检测设备ET(6)的电阻R7的一端相连接；引脚2与在线无损检测设备ET(6)的电阻R8的一端相连接；引脚3与电容C6的一端和光耦模块U2、U3的引脚2的并接点A相连接；引脚4和引脚6相互并接后与二极管D3的负极相连接，二极管D3的正极与电源相连接；引脚5开始检测端与电阻R9一端与R13一端的串接中点相连接，电阻R9的另一端与发光二极管LED4的正极相连接，发光二极管LED4的负极接地，电阻R13的另一端与J3插件(12)的引脚2前进端相连接后，再与二极管Z1的负极相连接，二极管Z1的正极接地；引脚7检测结束(3)端与电阻R12一端与R6一端的串接中点相连接，电阻R12的另一端与发光二极管LED5的正极相连接，发光二极管LED5的负极接地，电阻R6的另一端与J3插件(12)的引脚3后退端相连接后，再与二极管Z2的负极相连接，二极管Z2的正极接地；引脚8与继电器RL1(13)的引脚1相连接；
引脚9检测设备准备好端与继电器RL1(13)的引脚3相连接，继电器RL1(13)的引脚2一路接电源，另一路与二极管D1的负极相连接，二极管D1的正极一路与继电器RL1(13)的引脚5相连接，另一路与三极管Q1的集电极相连接；引脚10与继电器RL2(14)的引脚1相连接；引脚11正在检测与继电器RL2(14)的引脚3相连接，继电器RL2(14)的引脚2一路接电源，另一路与二极管D2的负极相连接，二极管D2的正极一路与继电器RL2(14)的引脚5相连接，另一路与J3插件(12)的引脚4到位端相连接；引脚12和引脚13分别接地；J3插件(12)的引脚6一路接电阻R14的一端，另一路接电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别串接电容C2的一端和电阻R1的一端后再与三极管Q1的基极相连接，电容C2的另一端和电阻R1的另一端分别接地，三极管Q1的发射极接地；J3插件(12)的引脚5接地。
请参阅附图3所示，本发明通过对磨床与检测设备预设工作状态(“如仪器正常，已准备好”及“开始检测”等)的确定，及在这之后两者相互间应答式的自动信息交换，为磨床建立控制检测的特殊流程，自动控制检测设备按步骤的作业程序，实现不需要人为介入的全自动检测。
本发明改进目前设备状况的内容为采用在磨床(或轴类加工机床)CNC、PLC及在线检测设备和管理工控机上分别设置硬件及软件(流程控制)的方法，使两者达到一体化的方案；在达到磨床与检测设备一体化，并在两者预设工作状态基础上，通过两者之间相互信息的自动交换，能由磨床控制检测设备按步骤实现自动检测；
一种轧辊检测设备与磨床以应答方式实现自动检测的方法，该方法是通过对磨床计算机数控CNC(1)及在线无损检测设备ET(6)预设工作状态的确定，及在这之后两者相互间应答式的自动信息交换，为磨床建立控制检测的特殊流程，自动控制检测设备按步骤的作业程序，实现不需要人为介入的全自动检测，其具体工作步骤是步骤1.在线无损检测设备ET(6)提供给磨床计算机数控CNC(1)两路触点a.“仪器正常，已准备好”(8)信号为一对常开触点，检测过程(16)中接通，检测结束后断开；b.“正在检测”(9)信号为另外一对常开触点，检测过程(16)中接通，检测结束后断开；步骤2.磨床计算机数控CNC(1)提供给在线无损检测设备ET(6)两路触点，以及头架内两路周向坐标信号a.“开始检测”(2)信号为一对常开触点，接通一下即断开；b.“检测结束”(3)信号为另外一对常开触点，接通一下即断开；c.周向×1坐标信号为磨床头架内×1坐标接近开关，每周输出1个正脉冲；d.周向×36坐标信号为磨床头架内×36坐标接近开关，每周输出36个正脉冲；e.周向坐标信号地线为磨床头架内×1、×36坐标接近开关的公共地；本发明实施例中的技术方案为1)检测设备(ET)提供给磨床CNC两路触点a.“仪器正常，已准备好”信号——一对常开触点，检测过程中接通，检测结束后断开；
b.“正在检测”信号——另外一对常开触点，检测过程中接通，检测结束后断开；2)磨床CNC提供给检测设备(ET)两路触点，以及头架内两路(×1和×36)周向坐标信号a.“开始检测”信号——一对常开触点，接通一下即断开；b.“检测结束”信号——另外一对常开触点，接通一下即断开；c.周向×1坐标信号——磨床头架内×1坐标接近开关，每周输出1个正脉冲(+24V)；d.周向×36坐标信号——磨床头架内×36坐标接近开关，每周输出36个正脉冲(+24V)；e.周向坐标信号地线——磨床头架内×1、×36坐标接近开关的公共地(0V)。
权利要求
1.一种轧辊检测设备与磨床以应答方式实现自动检测的装置，该装置有轧辊磨床与在线无损检测设备配套的场合，其特征在于在磨床计算机数控CNC(1)、可编程逻辑控制器PLC及在线无损检测设备ET(6)和管理工控机(17)上分别设有自动化检测接口电路和相应的应答信号线(5)，其中磨床计算机数控CNC(1)包括开始检测(2)模块、检测结束(3)模块及来自在线无损检测设备ET的信号线(4)模块；在线无损检测设备ET(6)包括来自磨床计算机数控CNC的信号线(7)模块、仪器正常，已经准备好(8)模块、正在检测(9)模块及逻辑处理(10)模块；逻辑处理(10)的两路输出端与来自磨床计算机数控CNC的信号线(7)的两路输入端相连接，逻辑处理(10)的一路输出端分别与仪器正常，已经准备好(8)模块及正在检测(9)模块的输入端相连接；管理工控机(17)包括状态控制(18)及指令接收(19)模块；在磨床计算机数控CNC(1)与在线无损检测设备ET(6)之间由双向应答信号线(5)相互对应连接；在线无损检测设备ET(6)的一路输出端与管理工控机(17)的一路输入端相连接，管理工控机(17)的一路输出端与在线无损检测设备ET(6)的一路输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的轧辊检测设备与磨床以应答方式实现自动检测的装置，其特征在于所述的自动化检测接口电路主要由插件和继电器组成，其中J1插件(11)的各输入端分别与在线无损检测设备ET(6)的各输入端对应相互连接，其引脚1与在线无损检测设备ET(6)的电阻R7的一端相连接；引脚2与在线无损检测设备ET(6)的电阻R8的一端相连接；引脚3与电容C6的一端和光耦模块U2、U3的引脚2的并接点A相连接；引脚4和引脚6相互并接后与二极管D3的负极相连接，二极管D3的正极与电源相连接；引脚5开始检测端与电阻R9一端与R13一端的串接中点相连接，电阻R9的另一端与发光二极管LED4的正极相连接，发光二极管LED4的负极接地，电阻R13的另一端与J3插件(12)的引脚2前进端相连接后，再与二极管Z1的负极相连接，二极管Z1的正极接地；引脚7检测结束(3)端与电阻R12一端与R6一端的串接中点相连接，电阻R12的另一端与发光二极管LED5的正极相连接，发光二极管LED5的负极接地，电阻R6的另一端与J3插件(12)的引脚3后退端相连接后，再与二极管Z2的负极相连接，二极管Z2的正极接地；引脚8与继电器RL1(13)的引脚1相连接；引脚9检测设备准备好端与继电器RL1(13)的引脚3相连接，继电器RL1(13)的引脚2一路接电源，另一路与二极管D1的负极相连接，二极管D1的正极一路与继电器RL1(13)的引脚5相连接，另一路与三极管Q1的集电极相连接；引脚10与继电器RL2(14)的引脚1相连接；引脚11正在检测与继电器RL2(14)的引脚3相连接，继电器RL2(14)的引脚2一路接电源，另一路与二极管D2的负极相连接，二极管D2的正极一路与继电器RL2(14)的引脚5相连接，另一路与J3插件(12)的引脚4到位端相连接；引脚12和引脚13分别接地；J3插件(12)的引脚6一路接电阻R14的一端，另一路接电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别串接电容C2的一端和电阻R1的一端后再与三极管Q1的基极相连接，电容C2的另一端和电阻R1的另一端分别接地，三极管Q1的发射极接地；J3插件(12)的引脚5接地。
3.一种轧辊检测设备与磨床以应答方式实现自动检测的方法，其特征在于该方法是通过对磨床计算机数控CNC(1)及在线无损检测设备ET(6)预设工作状态的确定，及在这之后两者相互间应答式的自动信息交换，为磨床建立控制检测的特殊流程，自动控制检测设备按步骤的作业程序，实现不需要人为介入的全自动检测，其具体工作步骤是步骤1.在线无损检测设备ET(6)提供给磨床计算机数控CNC(1)两路触点a.“仪器正常，已准备好”(8)信号为一对常开触点，检测过程(16)中接通，检测结束后断开；b.“正在检测”(9)信号为另外一对常开触点，检测过程(16)中接通，检测结束后断开；步骤2.磨床计算机数控CNC(1)提供给在线无损检测设备ET(6)两路触点，以及头架内两路周向坐标信号a.“开始检测”(2)信号为一对常开触点，接通一下即断开；b.“检测结束”(3)信号为另外一对常开触点，接通一下即断开；c.周向×1坐标信号为磨床头架内×1坐标接近开关，每周输出1个正脉冲；d.周向×36坐标信号为磨床头架内×36坐标接近开关，每周输出36个正脉冲；e.周向坐标信号地线为磨床头架内×1、×36坐标接近开关的公共地。
全文摘要
一种涉及轧辊及大尺寸轴类零件的无损检测装置，尤指一种应用于轧辊磨床或轴类加工机床与在线无损检测设备配套的场合，使磨床与检测设备一体化的轧辊检测设备与磨床以应答方式实现自动检测装置及方法。该装置由轧辊磨床与在线无损检测设备等配套的硬件组成，该方法是通过对磨床计算机数控CNC及在线无损检测设备ET预设工作状态的确定，及在这之后两者相互间应答式的自动信息交换，为磨床建立控制检测的特殊流程，实现不需要人为介入的全自动检测等。要解决磨床对检测过程的自动控制等有关技术问题。本发明的优点是实现以最低的设备成本与最少的附加装置，使磨床与检测设备有机结合，简化操作，提高在线设备的自动化程度与工作效率。
文档编号B24B49/00GK1701920SQ200510025409
公开日2005年11月30日 申请日期2005年4月26日 优先权日2005年4月26日
发明者朱企明, 张文纲, 施季华 申请人:上海铭华检测设备成套有限公司